In Kürze

Blut
Blut ist in erster Linie Transportmedium für die Atemgase, für die Nähr- und Abfallstoffe und für körpereigene Wirkstoffe wie die Hormone. Die 4-6 l Blut des Erwachsenen bestehen aus

• Blutzellen, nämlich den roten Blutkörperchen (Erythrozyten), den weißen Blutkörperchen (Leukozyten) und den Thrombozyten, und
• Blutplasma mit den Bluteiweißen, die viele Transportaufgaben haben und Schutz- und Abwehrfunktionen wahrnehmen.

Herz
Mit Hilfe des als Doppelpumpe gebauten Herzens kreist das Blut durch den großen (Körper-) und kleinen (Lungen-) Kreislauf.

• Die linke Kammer pumpt das Blut in den großen Kreislauf, von dem es über die Venen in den rechten Vorhof fließt.
• Die rechte Kammer erhält ihr Blut vom rechten Vorhof und pumpt es in den Lungenkreislauf, von dem es in den linken Vorhof und von dort (erneut) in die linke Kammer fließt.
• Klappen zwischen den Vorhöfen und den Kammern und Klappen zwischen den Kammern und der Aorta bzw. den Lungenarterien bedingen, dass das Blut nur in der eben beschriebenen Weise zirkuliert.
• Das Herz arbeitet rhythmisch und synchron, d. h. die Vorhöfe werfen ihr Blut gleichzeitig in die Kammern aus (Vorhofkontraktionen), worauf sich diese kontrahieren und das Blut in die Arterien auswerfen (Systole). Danach erschlafft das Herz wieder (Diastole).
• Der Blutdruck auf dem Höhepunkt der Kammerkontraktion wird systolischer Druck genannt, der vor dem Einsetzen der Kammerkontraktion diastolischer.

Erregungsbildung
Die rhythmischen Kontraktionen verdankt das Herz seiner Spontanerregbarkeit und seinem Aufbau als funktionelles Synzytium, das eine schnelle Erregungsausbreitung über das gesamte Herz ermöglicht.

• Die Erregungsbildung startet im rechten Vorhof (Schrittmacher des Herzens) und breitet sich von dort zunächst über die beiden Vorhöfe, anschließend durch den Atrioventrikularknoten auf die Herzkammern aus.
• Ruhe- und Aktionspotenzial des Herzens beruhen auf Ionenmechanismen, die denen der Nervenzellen vergleichbar sind, mit der Ausnahme, dass die Dauer des Herzaktionspotenzials wesentlich länger als die des Aktionspotenzials von Nervenzellen ist.
• Das Plateau des Herzaktionspotenzials ist durch eine vorübergehende Zunahme der Ca²⁺-Ionen-Permeabilität bedingt. Es sorgt dafür, dass das Herz in dieser Zeit refraktär ist, sodass es erst nach der nächsten Füllung wieder zur Kontraktion gebracht werden kann.
• Die elektromechanische Kopplung , d. h. die Auslösung der Herzkontraktion durch das Aktionspotenzial, erfolgt ebenfalls über Ca²⁺-Ionen, die durch das Aktionspotenzial aus intrazellulären Speichern vorübergehend freigesetzt werden.
  

Elektrokardiogramm
Als Elektrokardiogramm, EKG, werden die elektrischen Spannungen bezeichnet, die von der Körperoberfläche als Folge der Herzerregung abgegriffen werden können.

• Die Form des EKG hängt wesentlich von den Ableiteorten ab. Standardisiert sind das Extremitäten-EKG und die Brustwandableitung, die eine international verbindliche Nomenklatur besitzen.
• Die Ausschläge des EGK lassen sich als Projektionen des resultierenden elektrischen Dipols (Integralvektor genannt) auf die Verbindungslinie zwischen den Ableitestellen auffassen.
• Das EKG ist ein wichtiges diagnostisches Hilfsmittel bei der Beurteilung von Bildung, Ausbreitung und Rückgang der Erregung am Herzen.

Druckarbeit des Herzens
Das Herz leistet Druck-Volumen-Arbeit. Für die Druckarbeit gilt:

• Da die Wege länger und damit die Widerstände höher sind, muss das linke Herz eine wesentlich größere Druckarbeit leisten als das rechte.
• Der normale systolische Druck liegt beim Erwachsenen in Ruhe bei 120 mmHg, der diastolische bei 80 mmHg.
• Bei Arbeit kann der systolische Druck deutlich ansteigen, der diastolische nimmt nur wenig zu.
• Dauernde Erhöhungen v. a. des diastolischen Drucks sind pathologisch und müssen wegen der damit verbundenen Risiken (»Arterienverkalkung« mit der Gefahr von Herz- oder Hirninfarkt) unbedingt behandelt werden.

Volumenarbeit des Herzens
Die Volumenarbeit des Herzens ist für das linke und das rechte Herz absolut identisch.

• In Ruhe schlägt das Herz etwa 70-mal und fördert dabei jeweils etwa 70 ml Blut, sodass pro Minute etwa 5 l Blut vom Herzen umgepumpt werden.
• Bei Arbeit steigt dieses Herzzeitvolumen um das 5- bis 7-fache an, d. h. auf etwa 25 - 35 l. Dabei verdoppelt sich das Schlagvolumen (auf 140 ml) und die Herzfrequenz nimmt bis auf 180 Schläge pro min und mehr zu.
• Die Anpassung der Herzleistung an den Bedarf wird z. T. vom Herzen selbst über den Frank-Starling- Mechanismus geleistet, der Druck- und Volumenarbeit an die Erfordernisse anpasst.
• Die Herznerven beteiligen sich an diesen Vorgängen, indem sie die Herzfrequenz erniedrigen (N. vagus, negativ-chronotrope Wirkung) oder erhöhen (Sympathikus, positiv-chronotrope Wirkung) und indem der Sympathikus die Kraft der Kontraktion der Kammermuskulatur erhöht (positiv inotrope Wirkung).
• Ausdauertraining optimiert die Leistungsfähigkeit des Herzens durch Vergrößerung des Schlagvolumens und Absenken der Herzfrequenz, was beides den Wirkungsgrad der Herzarbeit verbessert.

Anpassung der Herzarbeit an Bedarf
Bei der Anpassung der Herzarbeit an den Bedarf

• führen kleine Änderungen des Durchmessers der Arteriolen zu beträchtlichen Änderungen der lokalen Durchflussmengen, da der Flusswiderstand der Gefäße von der 4. Potenz ihrer Radien abhängt (Gesetz von Hagen-Poiseuille);
• überwachen Barorezeptoren (Pressorezeptoren) den Blutdruck und bewirken über Barorezeptorreflexe akute reflektorische Anpassungen, wenn dieser den Normbereich verlässt;
• sind als mittelfristige Anpassungsmechanismen das Renin-Angiotensin-System, die Stressrelaxation der Gefäße und transkapilläre Volumenverschiebungen tätig;
• wird langfristig das extrazelluläre Volumen über das renale Volumenregulationssystem, das Adiuretinsystem und das Aldosteronsystem dazu eingesetzt.
  

Risikofaktoren
Zu den Risikofaktoren für Fehlregulation im Herz- Kreislauf-System zählen insbesondere:

• starke chronische psychische oder soziale Belastungen bei »Hilflosigkeit«, d. h. ohne Bewältigungsmöglichkeit,
• Bluthochdruck (»essenzielle Hypertonie«), der Herz- und Gefäßsystem überlastet, sowie
• abdominale Fettleibigkeit , die nicht nur das Auftreten von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, sondern auch von Typ-II-Diabetes begünstigt.